为解决常规聚晶金刚石复合片钻头在深部非均质地层钻进及定向时机械钻速低、造斜率低、工具面不稳等问题,设计一种具有复合切削结构的新型高造斜率钻头。新型钻头以圆柱形聚晶金刚石复合片为主切削齿、锥型齿为副切削齿,二者同轨布齿并保持一定的出露高差,具有定向效果好、破岩效率高的特点。在涪陵页岩气深部储层进行的试验表明与邻井使用效果最好的史密斯MDi516钻头相比,新型钻头机械钻速同比提高33.8%,造斜段钻进效率提高34.9%,具有显著的经济及社会效益。

介绍了KL180-140型压裂井口装置的结构和功能,并对压裂井口装置油管头、悬挂器、压裂井口装置平板阀阀体等关键部件进行了三维建模及强度校核。该装置由油管头、金属密封式悬挂器总成、上法兰、PFF180-140法兰式平行闸阀、压裂注入头等组成,实现了页岩气压裂生产工艺,经现场应用效果良好。

为了实现页岩气节能减排开发,提出一种低压交流大功率电驱动压裂车,从技术参数、整车结构、关键技术及试验情况等方面介绍了国内研制的2500型电驱动压裂车。分析表明,与传统柴油驱动压裂车相比,电驱动压裂车在节能减排和经济指标具有更大的优势,同时兼顾车载结构的良好道路移运性能,适合于目前页岩气低成本大规模开发。

SGJ1000-21型固井车主要用于页岩气固井作业。该设备以进口载重越野车底盘为载体,集成了动力系统、QPE1000型柱塞泵、液压系统、气路系统、自动控制系统、高压管汇、低压管汇、柱塞泵润滑系统和混浆系统等。整机配备大功率QPE1000柱塞泵,大幅提升整机性能,能够实现单机独立完成大排量、高压力的固井作业。该固井车自动控制程度高,集成自动清洗等功能,能够有效地降低操作人员的劳动强度,提升了安全性。现场试验结果表明,整机性能明显优于目前的常规固井装备,能较好地满足页岩气固井作业大排量、高压力的要求。

页岩气作为一种非常规的油气资源,对解决我国能源问题有着重要意义.国外开采页岩气多采用技术已相对成熟的多级多段压裂技术.而我国还处在页岩气开发的起步阶段,至今还没形成成熟的技术.简要介绍美国一些用于页岩气井的多级分段压裂技术及其工具,其中包括ZoneSelect多级压裂系统、DeltaStim多级压裂技术和泵送桥塞射孔分裂压裂技术.ZoneSelect多级压裂系统的自膨胀封隔器加投球滑套的方式完全满足国内页岩气开发的需求,多级分段压裂技术有望对我国的页岩气实现大规模作业起到促进作用.

结合页岩气地理环境和钻井的特点, 文中研制了动力猫道装置. 基于电液控制技术, 该装置利用液压绞车、 液压油缸等部件实现模块钻机管材的上下钻台的机械化、 自动化的操作.现场应用表明, 使用动力猫道装置降低了钻井作业人员的劳动强度,提高了钻井管材上下钻台的效率,提高了钻井作业的自动化、 机械化水平.

1卡丹式柱塞泵机构原理在本刊2016年第6期和2017年第1期，介绍了可变量六连杆式柱塞泵的原理与结构，比较了其与传统的曲柄连杆式柱塞泵的区别，但是无论是曲柄连杆式柱塞泵，还是六连杆式柱塞泵，柱塞除了承受沿其轴线方向的驱动力外，还承受了垂直于其轴线方向的侧向力，导致了泄漏以及柱塞和柱塞缸孔的磨损。在上一期介绍的用于页岩气开发的超高压水液压泵，采用的就是曲柄连杆式柱塞泵，以水为介质及其超高压的恶劣工况，其泄漏和磨损问题更为突出，目前页岩气开发的超高压水液压泵的寿命仅仅几百小时。

1页岩气开发技术 我国成为世界第二大经济体的同时也成为了能源消耗第二大国70%以上的石油年消耗量依赖进口.美国原来也是石油、天然气进口大国近十年由于页岩气开采技术和产业化的突破已成为天然气出口国.美国页岩气可开采量占全球的7.8%我国占15.5%世界第一.但页岩气开采技术难度大我国处于刚刚起步阶段.